Project Robot RC

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Dewasa ini banyak sekali kasus-kasus kejahatan dan teror yang terjadi. Oleh

karena itu kita dituntut untuk menciptakan adanya suatu sistem keamanan yang dapat

menjamin keamanan tersebut. Kemajuan teknologi memberi solusi yang bijak, agar

suatu tempat dapat terpantau atau termonitoring dengan baik. Salah satunya adalah

dengan menggunakan kamera pengaman sistem Closed Circuit Television (CCTV)

sebagai pemantau keadaan. CCTV merupakan suatu sistem yang terdiri dari beberapa

kamera dan beberapa unit televisi beserta perlengkapan lainnya. Perangkat ini

dihubungkan dengan kabel atau bisa juga tanpa kabel. Akan tetapi kamera CCTV

konvensional yang banyak digunakan tidak bekerja secara mobile dan tidak mampu

memonitor tempat tempat yang tidak dapat dijangkau manusia yang menggunakan

sinyal audio/video (A/V) sehingga membutuhkan receiver khusus.

Untuk membuat kamera CCTV yang bekerja secara mobile dan mampu

memonitor tempat yang tidak dapat dijangkau manusia ataupun tempat yang

berbahaya bagi manusia, maka dibuatllah sebuah robot yang mampu dikendalikan

dari jarak jauh menggunakan radio frekuensi yang membawa kamera dan pemancar

mini VHF agar hasil dari penangkapan kamera dapat dilihat melalui tuner televisi

konvensional. Aplikasi sistem keamanan mobile ini diberi nama “ Sistem Kendali

TeleRobotik Berkamera dengan Pemancar VHF Berbasiskan Mikrokontroller AVR

ATMEGA 8535 “ .

1.2 Batasan Masalah

Dalam penelitian ini penulis membatasi masalah yang dibahas yaitu :

1. cara kerja robot hanya pada bidang datar dan ada cahaya yang cukup

2. jarak jangkauan pengendali robot hanya 10 meter

1

2

3. penerima hasil penangkapan kamera melalui tuner televisi berfrekuensi VHF

dengan jarak pancar 7 meter.

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan ini adalah menjelaskan bagaimana cara kerja dari Sistem

Kendali TeleRobotik Berkamera dengan Pemancar VHF Berbasiskan Mikrokontroller

AVR ATMEGA 8535 sehingga bisa digunakan sebagai alat bantu pengawasan

keamanan pada tempat yang tidak dapat dijangkau oleh manusia maupun tempat yang

berbahaya bagi manusia.

1.4 Metode Penelitian

Dalam penulisan ilmiah ini, penulis menggunakan beberpa metode penelitian,

diantaranya adalah :

a. Studi Pustaka, yaitu dengan cara mengambil beberapa data yang berasal dari

berbagai sumber seperti buku dan internet dimana isi dari sumber-sumber

tersebut dijadikan referensi dan acuan dalam penulisan ilmiah ini.

b. Percobaan, yaitu melakukan percobaan-percobaan dan pengambilan data

terhadap beberapa alat yang digunakan seperti jarak jangkauan sistem

komunikasi, sistim elektronika, mekanika, dan pemrograman yang

dibutuhkan.

c. Konsultasi, yaitu bertanya kepada beberapa personal yang ahli dalam

bidangnya masing-masing.

1.5 Sistematika Penulisan

Untuk memberikan gambaran secara menyeluruh, penulisan ini terdiri dari 5

bab yaitu:

Bab I : Pendahuluan, berisi tentang pendahuluan yang membahas latar belakang

masalah, batasan masalah, tujuan penulisan, metode penelitian, dan sistematika

penelitian.

3

Bab II : Landasan Teori, berisi tentang berbagai teori pendukung yang diterapkan

atau dijadikan dasar untuk merangkai dan menganalisa alat yang dibuat untuk

memenuhi tujuan penulisan.

Bab III : Rancangan Sistem, berisi tentang pembahasan yang menjelaskan tentang

rancangan sistem baik rancangan pada perangkat keras maupun perangkat lunak.

Bab IV : Uji Coba dan Analisis, berisi tentang langkah-langkah pengoperasian alat

dan analisa dari hasil yang didapat dari pengujian alat tersebut.

Bab V : Penutup, berisi kesimpulan hasil kinerja serta terdapat saran yang dapat

bermanfaat untuk analisa dan pengembangan lebih lanjut.

4

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 MIKROKONTROLLER AVR ATmega8535

2.1.1 Arsitektur AVR ATmega8535

AVR merupakan seri mikrokontroller CMOS 8-bit buatan Atmel, berbasis

arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir semua instruksi

dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai 32 register general-purpose,

timer/counter fleksibel dengan mode compare, interupt internal dan eksternal, serial

UART, programmable Watchdog Timer, dan mode power saving. Beberapa

diantaranya mempunyai ADC dan PWM internal. AVR juga mempunyai In-System

Programmable Flash on-chip yang mengijinkan memori program untuk diprogram

ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI. Chip AVR yang digunakan

untuk tugas akhir ini adalah ATmega8535.

ATmega8535 adalah mikrokontroller CMOS 8-bit daya-rendah berbasis

arsitektur RISC yang ditingkatkan. Kebanyakan instruksi dikerjakan pada satu siklus

clock, ATmega8535 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz membuat

disainer sistem untuk mengoptimasi komsumsi daya versus kecepatan proses. Blok

diagram dari mikrokontroller dapat dilihat pada gambar 2.1

Mikrokontroller ATmega8535 memiliki sejumlah keistimewaan sebagai berikut :

• Advanced RISC Architecture

o 130 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution

o 32 x 8 General Purpose Working Registers

o Fully Static Operation

o Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz

o On-chip 2-cycle Multiplier

5

• Nonvolatile Program and Data Memories

o 8K Bytes of In-System Self-Programmable Flash

- Endurance: 10,000 Write/Erase Cycles

o Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits

- In-System Programming by On-chip Boot Program

- True Read-While-Write Operation

o 512 Bytes EEPROM

- Endurance: 100,000 Write/Erase Cycles

o 512 Bytes Internal SRAM

o Programming Lock for Software Security

• Peripheral Features

o Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare Modes

o One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode, and

Capture Mode

o Real Time Counter with Separate Oscillator

o Four PWM Channels

o 8-channel, 10-bit ADC

- 8 Single-ended Channels

- 7 Differential Channels for TQFP Package Only

- 2 Differential Channels with Programmable Gain at 1x, 10x, or 200x

for TQFP Package Only

o Byte-oriented Two-wire Serial Interface

o Programmable Serial USART

o Master/Slave SPI Serial Interface

o Programmable Watchdog Timer with Separate On-chip Oscillator

o On-chip Analog Comparator

• Special Microcontroller Features

o Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection

o Internal Calibrated RC Oscillator

6

o External and Internal Interrupt Sources

o Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-

down,Standby and Extended Standby

• I/O and Packages

o 32 Programmable I/O Lines

o 40-pin PDIP, 44-lead TQFP, 44-lead PLCC, and 44-pad MLF

• Operating Voltages

o 2.7 - 5.5V for ATmega8535L

o 4.5 - 5.5V for ATmega8535

• Speed Grades

o 0 - 8 MHz for ATmega8535L

o 0 - 16 MHz for ATmega8535

Gambar 2.1

Blok Diagram Mikrokontroller ATmega8535

7

2.1.2 Pena - Pena ATmega8535

Konfigurasi Pin Mikrokontroller ATmega8535 dengan kemasan 40-pin DIP

(dual in-line package) dapat dilihat pada Gambar 2.2. Untuk memaksimalkan

performa dan paralelisme, AVR menggunakan arsitektur Harvard (dengan memori

dan bus terpisah untuk program dan data). Arsitektur CPU dari AVR ditunjukkan

oleh gambar 2.3 Instruksi pada memori program dieksekusi dengan pipelining single

level. Selagi sebuah instruksi sedang dikerjakan, instruksi berikutnya diambil dari

memori program.

Gambar 2.2.

Konfigurasi Pin Mikrokontroller ATmega8535

Gambar 2.3.

Arsitektur CPU dari AVR

8

2.1.3 Deskripsi Mikrokontroller ATmega8535

VCC (power supply)

GND (ground)

Port A (PA7..PA0)

Port A berfungsi sebagai input analog pada A/D Konverter.

Port A juga berfungsi sebagai suatu Port I/O 8-bit dua arah, jika A/D

Konverter tidak digunakan. Pin - pin Port dapat menyediakan resistor internal

pull-up (yang dipilih untuk masing-masing bit). Port A output buffer

mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan

kemampuan sumber. Ketika pin PA0 ke PA7 digunakan sebagai input dan

secara eksternal ditarik rendah, pin – pin akan memungkinkan arus sumber

jika resistor internal pull-up diaktifkan. Pin Port A adalah tri-stated manakala

suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.

Port B (PB7..PB0)

Port B adalah suatu Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up

(yang dipilih untuk beberapa bit). Port B output buffer mempunyai

karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan

sumber. Sebagai input, pin port B yang secara eksternal ditarik rendah akan

arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan. Pin Port B adalah tri-stated

manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.

Port C (PC7..PC0)

Port C adalah suatu Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up

(yang dipilih untuk beberapa bit). Port C output buffer mempunyai


sumber. Sebagai input, pin port C yang secara eksternal ditarik rendah akan

arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan. Pin Port C adalah tri-stated


Port D (PD7..PD0)

9

Port D adalah suatu Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up

(yang dipilih untuk beberapa bit). Port D output buffer mempunyai


sumber. Sebagai input, pin port D yang secara eksternal ditarik rendah akan

arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan. Pin Port D adalah tri-stated


RESET (Reset input)

XTAL1 (Input Oscillator)

XTAL2 (Output Oscillator) AVCC adalah pin penyedia tegangan untuk port

A dan A/D Konverter

AREF adalah pin referensi analog untuk A/D konverter.

2.1.4. Port Sebagai Input / Output Digital

ATmega8535 mempunyai empat buah port yang bernama PortA, PortB,

PortC, dan PortD. Keempat port tersebut merupakan jalur bi-directional dengan

pilihan internal pull-up.

Tiap port mempunyai tiga buah register bit, yaitu DDxn, PORTxn, dan

PINxn. Huruf ‘x’ mewakili nama huruf dari port sedangkan huruf ‘n’ mewakili

nomor bit. Bit DDxn terdapat pada I/O address DDRx, bit PORTxn terdapat pada I/O

address PORTx, dan bit PINxn terdapat pada I/O address PINx. Bit DDxn dalam

regiter DDRx (Data Direction Register) menentukan arah pin. Bila DDxn diset 1

maka Px berfungsi sebagai pin output. Bila DDxn diset 0 maka Px berfungsi sebagai

pin input. Bila PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin input, maka

resistor pull-up akan diaktifkan. Untuk mematikan resistor pull-up, PORTxn harus

diset 0 atau pin dikonfigurasi sebagai pin output. Pin port adalah tri-state setelah

kondisi reset. Bila PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output

maka pin port akan berlogika 1. Dan bila PORTxn diset 0 pada saat pin terkonfigurasi

sebagai pin output maka pin port akan berlogika 0.

10

Saat mengubah kondisi port dari kondisi tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) ke

kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=1) maka harus ada kondisi peralihan apakah

itu kondisi pull-up enabled (DDxn=0, PORTxn=1)atau kondisi output low (DDxn=1,

PORTxn=0). Biasanya, kondisi pull-up enabled dapat diterima sepenuhnya, selama

lingkungan impedansi tinggi tidak memperhatikan perbedaan antara sebuah strong

high driver dengan sebuah pull-up. Jika ini bukan suatu masalah, maka bit PUD pada

register SFIOR dapat diset 1 untuk mematikan semua pull-up dalam semua port.

Peralihan dari kondisi input dengan pull-up ke kondisi output low juga menimbulkan

masalah yang sama. Maka harus menggunakan kondisi tri-state (DDxn=0,

PORTxn=0) atau kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=0) sebagai kondisi transisi.

Lebih detil mengenai port ini dapat dilihat pada manual datasheet dari IC

ATmega8535. Tabel 2.1.

Konfigurasi Pin Port

Bit 2 – PUD : Pull-up Disable

Bila bit diset bernilai 1 maka pull-up pada port I/O akan dimatikan walaupun register

DDxn dan PORTxn dikonfigurasikan untuk menyalakan pull-up (DDxn=0,

PORTxn=1).

11

2.1.5. Organisasi Memori AVR ATmega8535

AVR arsitektur mempunyai dua ruang memori utama, Ruang Data Memori

dan Ruang Program Memori. Sebagai tambahan, ATmega8535 memiliki fitur suatu

EEPROM Memori untuk penyimpanan data. Semua tiga ruang memori adalah reguler

dan linier.

2.1.5.1. Program Memori

ATmega8535 berisi 8K bytes On-Chip di dalam sistem Memori flash

Reprogrammable untuk penyimpanan program. Karena semua AVR instruksi adalah

16 atau 32 bits lebar, Flash adalah berbentuk 4K x 16. Untuk keamanan perangkat

lunak, Flash Ruang program memori adalah dibagi menjadi dua bagian, bagian boot

program dan bagian aplikasi program. Flash Memori mempunyai suatu daya tahan

sedikitnya 10,000 write/erase Cycles. ATmega8535 Program Counter (PC) adalah 12

bit lebar, alamat ini 4K lokasi program memori.

Gambar 2.4.

Pemetaan Program Memori

12

2.1.5.2. Data Memori

608 lokasi alamat data memori menunjuk register file, I/O memori, dan

internal data SRAM. Yang pertama 96 lokasi alamat file register dan I/O memori

penempatan menunjuk Memori I/O dan yang berikutnya 512 lokasi alamat internal

data SRAM.

Lima perbedaan mode pengalamatan data memori cover: Langsung,Tidak

langsung dengan jarak, Tidak langsung, Tidak langsung dengan Pre-Decrement, dan

Tidak langsung dengan Post-Increment. Di dalam file register, register R26 ke R31

memiliki fitur penunjukan pengalamatan register tidak langsung.

Jangkauan pengalamatan langsung adalah keseluruhan ruang data. Mode

Tidak langsung dengan jarak jangkauan 63 lokasi alamat dari alamat dasar yang

diberi oleh Y- atau Z-Register. Manakala penggunaan register mode tidak langsung

dengan pre-decrement otomatis dan postincrement, alamat register X, Y, dan Z

adalah decremented atau incremented.

32 tujuan umum kerja register, 64 I/O register, dan 512 bytes data internal

SRAM di dalam ATmega8535 adalah semua dapat diakses melalui semua mode

pengalamatan.

Gambar 2.5.

Pemetaan Data Memori

13

2.1.6. Instruksi Aritmatika

Instruksi - instruksi dalam kelompok aritmatika selalu melibatkan akumulator,

hanya beberapa saja yang melibatkan register seperti DPTR. Instruksi aritmatika yang

umum digunakan adalah ADD (penjumlahan), SUBB (pengurangan), MUL

(perkalian), dan DIV (pembagian). Contoh penulisan operasi aritmatika ADD adalah

sbb:

ADD A,7FH (direct addressing)

ADD A,@R0 (indirect addressing)

ADD A,R7 (register addressing)

ADD A,#127 (immediate constant)

2.2 BAHASA C

Akar bahasa C adalah bahasa BCPL yang dikembangkan oleh Martin

Richards pada tahun 1967. Bahasa C adalah bahasa standart, artinya suatu program

yang ditulis dengan versi bahasa C tertentu akan dapat dikompilasi dengan versi

bahasa C yang lain dengan sedikit modifikasi. Beberapa alasan mengapa bahasa C

banyak digunakan, diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Bahasa C tersedia hampir di semua jenis komputer.

2. Kode bahasa C sifatnya portabel.

3. Bahasa C hanya menyediakan sedikit kata – kata kunci.

4. Proses executable program bahasa C lebih cepat.

5. Dukungan Pustaka yang banyak.

6. C adalah bahasa yang terstruktur.

7.Selain bahasa tingkat tinggi, C juga dianggap sebagai bahasa tingkat Menengah.

8. Bahasa C adalah kompiler

14

2.2.1 Proses Kompilasi dan Linking Program C

Agar suatu program dalam bahasa pemrograman dapat dimengerti oleh

komputer, program haruslah diterjemahkan dahulu ke dalam kode mesin. Adapun

penerjemah yang digunakan bias berupa interpreter atau kompiler. Interpreter adalah

suatu jenis penerjemah yang menerjemahkan baris per baris instruksi untuk setiap

saat.

Proses dari bentuk program sumber C (source program, yaitu program yang

ditulis dalam bahasa C) hingga menjadi program yang executable (dapat dieksekusi

secara langsung) ditunjukkan pada gambar 2.6. di bawah ini.

Gambar 2.6.

Proses Kompilasi-Linking dari program C.

15

2.2.2 Struktur Penulisan Program C

Untuk dapat memahami bagaimana suatu program ditulis, maka struktur dari

program harus dimengerti terlebih dahulu. Tiap bahasa Komputer mempunyai

struktur program yang berbeda. Struktur dari program memberikan gambaran secara

luas, bagaimana bentuk dari program secara umum.

Struktur dari program C dapat dilihat sebagai kumpulan dari sebuah atau lebih

fungsi – fungsi. Fungsi pertama yang harus ada di program C sudah ditentukan

namanya, yaitu bernama main(). Suatu fungsi di program C dibuka dengan kurung

kurawal ({) dan ditutup dengan kurung kurawal tertutup (}). Diantara kurung kurawal

dapat dituliskan statemen – statemen program C. Berikut ini adalah struktur dari

program C.

main()

{ Fungsi

statemen – statemen; Utama

}

Fungsi_Fungsi_Lain()

{ Fungsi-fungsi lain

statemen – statemen yang ditulis oleh

} pemrograman komputer

2.2.3 Dasar – Dasar Pemrograman C

2.2.3.1. Tipe Data Dasar

Data merupakan suatu nilai yang biasa dinyatakan dalam bentuk konstanta

atau variabel. Konstanta menyatakan nilai yang tetap, sedangkan variabel menyatakan

nilai yang dapat diubah – ubah selama eksekusi berlangsung.

16

Data berdasarkan jenisnya dapat dibagi menjadi lima kelompok, yang

dinamakan sebagai tipe data dasar. Kelima tipe data dasar adalah :

1. Bilangan bulat (integer)

2. Bilangan real presisi-tunggal

3. Bilangan real-presisi ganda

4. Karakter

5. Tak bertipe (void)

Tabel 2.3. memberikan informasi mengenai ukuran memori yang diperlukan

dan kawasan dari masing – masing tipe data dasar. Tabel 2.3.

Ukuran Memori untuk tipe data Tipe Total Bit Kawasan Keterangan

Char 8 -128 s.d. 127 Karakter

Int 32 -2147483648 s.d. 2147483647 Bilangan Integer

Float 32 1.7E-38 s.d. 3.4E+38 Bil. real presisi tunggal

Double 64 2.2E-308 s.d. 1.7E+308 Bil. Real presisi ganda

2.2.3.2 Operator

Operator atau tanda operasi adalah suatu tanda atau simbol yang digunakan

untuk suatu operasi tertentu. Operator untuk operasi aritmatika yang tergolong

sebagai operator binary adalah :

* (perkalian)

/ (pembagian)

% (sisa pembagian)

+ (penjumlahan)

- (pengurangan)

17

Adapun operator yang tergolong sebagai operator unary

- (tanda minus)

+ (tanda plus)

2.2.3.3 Fungsi Komunikasi Serial

Untuk keperluan komunikasi serial, C menyediakan sejumlah fungsi.

Beberapa diantaranya adalah berupa putchar() dan getchar().

1. Fungsi putchar()

Fungsi putchar() selain digunakan untuk menampilkan sebuah

karakter di layar, digunakan juga pada komunikasi serial sebagai perintah

untuk mengirimkan data.

Contoh :

data_transmit = PINC;

putchar (data_transmit);

2. Fungsi getchar()

Fungsi getchar() selain digunakan untuk menerima masukan berupa sebuah

karakter dari keyboard, juga digunakan pada komunikasi serial sebagai

perintah untuk menerima data.

Contoh :

data_receive = getchar();

PORTA = data_receive;

2.2.3.4. Pernyataan Switch

Pernyataan switch digunakan untuk melakukan pengambilan keputusan

terhadap banyak kemungkinan. Bentuk pernyataan switch adalah sebagai berikut :

18

Switch (ekspresi)

{

Case nilai_1 : pernyataan_1;break;



}

2.3. KOMUNIKASI SERIAL RS232

Komunikasi data serial sangat berbeda dengan format pemindahan data

paralel. Disini, pengiriman bit-bit tidak dilakukan sekaligus melalui saluran pararel,

tetapi setiap bit dikirimkan satu persatu melalui saluran tunggal (perhatikan Gambar

2.7). Dalam pengiriman data secara serial harus ada sinkronisasi atau penyesuaian

antara pengirim dan penerima agar data yang dikirimkan dapat diterima dengan tepat

dan benar oleh penerima. Salah satu mode transmisi dalam komunikasi serial adalah

mode asynchronous. Transmisi serial mode ini digunakan apabila pengiriman data

dilakukan satu karakter tiap pengiriman. Antara satu karakter dengan yang lainnya

tidak ada waktu antara yang tetap. Karakter dapat dikirimkan sekaligus ataupun

beberapa karakter kemudian berhenti untuk waktu yang tidak tentu, kemudian

dikirimkan sisanya. Dengan demikian bit-bit data ini dikirimkan dengan periode yang

acak sehingga pada sisi penerima data akan diterima kapan saja. Adapun sinkronisasi

yang terjadi pada mode transmisi ini adalah dengan memberikan bit-bit penanda awal

dari data dan penanda akhir dari data pada sisi pengirim maupun dari sisi penerima.

Format data komunikasi serial terdiri dari parameter - parameter yang dipakai

untuk menentukan bentuk data serial yang dikomunikasikan, dimana elemen-

elemennya terdiri dari :

1. Kecepatan mobilisasi data per bit (baud rate)

2. Jumlah bit data per karakter (data length)

3. Parity yang digunakan

19

4. Jumlah stop bit dan start bit

Gambar 2.7.

Format Pengiriman Data Serial

Jalur komunikasi serial RS232 diperlihatkan pada gambar 2.8

Gambar 2.8.

Komunikasi Serial RS232

RS232 sebagai komunikasi serial mempunyai karakteristik elektrik sebagai

berikut :

Space (logic 0) mempunyai level tegangan sebesar +3 s/d +25Volt.

Mark (logic 1) mempunyai level tegangan sebesar -3 s/d -25 Volt.

Level tegangan antara +3 s/d -3 Volt tidak terdefinisikan.

20

Arus yang melalui rangkaian tidak boleh melebihi dari 500 mA, ini

dibutuhkan agar sistem yang dibangun bekerja dengan akurat.

2.4 MOTOR DC

2.4.1. Prinsip Kerja Motor DC

Motor DC atau motor arus searah adalah suatu mesin yang berfungsi untuk

mengubah tenaga listrik arus searah menjadi tenaga gerak atau tenaga mekanik, yang

tenaga gerak tersebut berupa putaran dari rotor. Prinsip kerja dari motor DC hampir

sama dengan generator AC, perbedaannya hanya terletak dalam konversi daya.

Prinsip dasarnya adalah apabila suatu kawat berarus diletakkan diantara kutub –

kutub magnet (U- S), maka pada kawat itu akan bekerja suatu gaya yang

menggerakkan kawat tersebut.

Gambar 2.9.

Prinsip Kerja Motor DC

Apabila sebuah belitan terletak dalam medan magnet yang homogen, arah

gerakan ditunjukkan seperti gambar diatas, karena kedua sisi lilitan mempunyai arus

yang arahnya berlawanan.

21

2.4.2. Konstruksi Motor DC

Bagian – bagian penting dari motor DC ditunjukkan oleh gambar 2.10,

statornya mempunyai kutub menonjol dan diterjal oleh satu atau lebih kumparan

medan. Pembagian fluks celah udara yang dihasilkan oleh lilitan medan secara

simetris berada di sekitar tengah kutub medan, sumbu ini dinamakan sumbu medan

atau sumbu langsung.

Gambar 2.10.

Konstruksi Motor DC

Kumparan penguat dihubungkan seri, jangkar merupakan besi laminasi yang

bergerak untuk mengurangi arus eddy. Letak kumparan jangkar pada slot besi

disebelah luar permukaan jangkar. Pada jangkar terdapat komutator yang terbentuk

silender dan isolasi sisi kumparan dihubungkan dengan segmen komutator pada

beberapa bagian yang berbeda, sesuai dengan jenis lilitannya.

2.4.3. Jenis Motor DC

a) Berdasarkan sumber arus penguatan magnet

1. Motor DC Penguatan Permanen.

2. Motor DC Penguatan Terpisah (arus penguatan magnet diperoleh dari

sumber DC diluar motor).

3. Motor DC dengan Penguatan Sendiri (arus penguatan magnet berasal dari

motor itu sendiri).

b) Berdasarkan hubungan Lilitan penguat magnet terhadap lilitan jangkar

22

1. Motor DC Shunt

Motor Jenis ini memiliki kumparan medan yang dihubungkan secara

parallel dengan kumparan jangkar sehingga akan menghasilkan kecepatan

yang relatif konstan meskipun terjadi perubahan beban. Perubahan beban

hanya sekitar 10 %.

2. Motor DC Seri

Motor jenis ini memiliki medan penguat yang dihubungkan seri

dengan medan jangkar. Arus jangkar untuk motor jenis ini lebih besar

daripada arus jangkar pada kumparan jangkar untuk motor jenis shunt, selain

itu kumparan Ns lebih sedikit. Tahanan medan Rf lebih kecil disebabkan

tahanan tersebut merupakan bagian dari jumlah lilitan yang sedikit. Pada

waktu start bisa memberi momen yang besar dengan arus start yang rendah

juga dapat memberi perubahan kecepatan atau beban dengan arus kecil

dibandingkan mootr tipe lain, tetapi kecepatan akan besar bila beban rendah

atau tanpa beban dan hal ini sangat berbahaya. Kecepatannya bisa diatur

melalui tegangan supply.

3. Motor DC Kompond

Motor ini merupakan gabungan dari sifat – sifatt dari motor DC shunt

dan seri, tergantung mana yang lebih kuat lilitannya, umumnya motor jenis ini

memiliki moment start yang besar seperti pada motor DC seri. Perubahan

kecepatan sekitar 25% terhadap keceatan tanpa beban. Motor ini dibagi

menjadi dua jenis yaitu :

- Motor Kompond Panjang

- Motor Kompond Pendek

2.4.4. Karakteristik Motor DC

Untuk menentukan karakteristik motor DC, hal yang harus diingat adalah dua

persamaan dasar yaitu :

23

1. Karakteristik Kecepatan Putaran

Dimana : n = Kecepatan Putaran

Vs = Tegangan Shunt ( Volt)

Ia = Arus Armature (Ampere)

Ra = Resistansi Armature ( Ohm)

C = Kopel

φ = Fluks (Wb/m2)

2. Karakteristik Torsi

Dimana : τ = Torsi

K = Konstanta

Ia = Arus Armature (Ampere)

φ = Fluks (Wb/m2)

2.4.5. Pengaturan Motor Dc

Berdasarkan persamaan 2.1 – 2.2 diatas dapat dilihat bahwa kecepatan (n),

dapat diatur dengan mengubah – ubah besaran φ, Ra,Vt.

1. Pengaturan kecepatan dengan mengatur medan shunt (φ)

Dengan menyisipkan tahanan variable yang dipasang secara seri

terhadap kumparan medan (pada motor shunt), dapat diatur arus medan If

24

dan fluksnya. Cara ini mudah dan sederhana, selain itu juga memperkecil

rugi panas. Akan tetapi besaran fluks yang bisa dicapai oleh kumparan

medan terbatas, sehingga kecepatan yang diatur terbatas. Kecepatan

terendah didapatkan dengan membuat tahanan variable sama dengan nol,

sedangkan kecepatan tertinggi dibatasi perencanaan mesin dimana gaya

sentrifugal maksimum tidak sampai merusak motor. Kopel maksimum ada

pada kecepatan terendah. Cara ini biasanya diterapkan pada motor shunt

atau motor kompond.

2. Pengaturan dengan mengatur tahanan Ra.

Tahanan jangkar bisa diatur dengan menyisipkan tahanan variable

secara seri terhadap tahanan jangkar tersebut. Dengan tahanan yang bisa

diatur ini maka kecepatannya bisa dikontrol. Cara ini kurang efisien dan

jarang dipakai karena menimbulkan rugi panas yang besar.

3. Pengaturan dengan mengatur tegangan Vt.

Pengaturan dengan cara ini lebih dikenal dengan sebutan sistem

Ward Leonard dan motor yang dipakai adalah motor berpenguatan bebas.

Motor penggerak mulai dipakai untuk menggerakkan generator pada

kecepatan yang konstan. Perubahan tahanan medan akan mengubah

tegangan Vt yang diberikan pada motor. Dengan cara ini mempunyai

batasan yang cukup halus. Satu kerugiannya adalah pembiayaan yang cukup

besar akibat penambahan generator dan penggerak mula.

2.5. PENGENDALI MOTOR DC

Untuk menggerakkan dan mengubah putaran motor DC secara otomatis, kita

membutuhkan suatu pengendali khusus. Pengendali yang dapat kita gunakan adalah

IC L293D. IC ini mempunyai fungsi sebagai saklar otomatis karena di dalam IC

tersebut terdapat beberapa transistor yang dirangkai sedemikian rupa sehingga

25

menjadi sebuah rangkaian saklar otomatis. IC ini mempunyai 4 input dan 4 output

sehingga setiap 1 IC L293D bisa digunakan untuk 2 motor DC.

Gambar 2.11. Schematic L293D

IC L293D ini membutuhkan tegangan kerja sebesar 5 Volt dengan arus

maksimal kurang lebih 1 Amper.

2.6. CMOS Kamera

CMOS merupakan sebuah sensor didalam kamera. CMOS adalah sebuah alat

yang mengubah gambar optik ke sinyal-sinyal listrik menggunakan MOS (metal

oxide semiconductor) transistor. Sensor gambar CMOS secara berurutan mendeteksi

sinyal-sinyal listrik dari setiap unit pixel dalam sebuah switching mode untuk

mewujudkan foto atau gambar melalui pembentukan yang dilakukan karena adanya

transformasi dioda dan transistor MOS dalam setiap satuan pixel. Blok utama dari

suatu gambar yang dibentuk oleh sebuah sensor gambar CMOS adalah pixel. Pixel

dari sebuah sensor gambar CMOS adalah perangkat semikonduktor yang mengubah

insiden tabrakan antara foton cahaya ke sinyal-sinyal yang dapat diproses. Sinyal

yang dihasilkan oleh setiap pixel pada umumnya sangat kecil, namun berkaitan

dengan jumlah insiden tabrakan cahaya foton.

26

Gambar 2.12. Proese Penangkapan Sinar RGB oleh Sensor

Dalam sebuah sensor gambar CMOS, unsur-unsur aktif dari sel pixel

melaksanakan fungsi yang diperlukan untuk mengkonversi sinar-sinar foton, yang

diakumulasi menjadi gambar. Dalam bidang pencitraan, sensor gambar CMOS telah

terbukti lebih murah dibanding sensor gambar lain seperti CCD.

2.7. PEMANCAR TV VHF

Sistem televisi terdiri atas pemancar, jalur transmisi, dan penerima. Pada

pemancar, sumber informasi gambar dan suara diolah menjadi sinyal listrik untuk

diumpankan ke jalur transmisi. Pada penerima, sinyal listrik yang diperoleh dari jalur

transmisi diubah kembali menjadi informasi gambar dan suara seperti semula.

Bayangan cahaya suatu gambar dapat diubah menjadi sinyal video dengan

menggunakan tabung kamera. Tabung kamera ini merupakan tabung sinar katoda

(CRT) yang berisi sensor photo-elektrik dan penembak elektron. Kamera

akan menghasilkan sinyal video yang berupa sinyal listrik yang berisi informasi

gambar sesuai dengan intensitas cahaya yang diterima dari obyek.

27

Bagian antena pada penerima menangkap sinyal yang dikirim pemancar

dalam bentuk sinyal RF (Radio Frequency) yang sudah dimodulasi dengan sinyal

video dan audio. Sinyal dikuatkan dan kemudian dideteksi untuk mendapatkan

kembali sinyal video dan audionya. Sinyal video diumpankan ke tabung gambar

untuk membentuk gambar dan sinyal audio diumpankan ke loud-speaker. Pemancar

TV yang digunakan menggunakan gelombang radio VHF sebagai pembawa

informasi. Gelombang VHF (very high frequency) memiliki frekuensi antara 30 – 300

MHz dengan panjang gelombang kurang lebih 3 meter. Tabel 2.4. Klasifikasi Gelombang Radio

Secara prinsip pemancar televisi tidaklah berbeda dengan pemancar radio,

hanya pada pemancar televisi sinyal informasi yang dipancarkan berupa sinyal

gambar (video) dan suara (audio). Sinyal gambar dimodulasi secara AM, sedangkan

sinyal suara dimodulasi secara FM. Kemudian pemancar sinyal gambar dan suara

digabung menjadi satu dalam jembatan diplexer untuk kemudian dipancarkan melalui

satu antene (Roddy, 1984: 673).

28

Gambar 2.13. Pemancar TV VHF Mini

Di dalam pemancar televisi terdapat modulator yang berfungsi untuk

mengggabungkan antara getaran listrik suara dengan getaran gelombang pembawa

frekuensi radio sehingga menghasilkan gelombang radio termodulasi. Modulator

pemancar televisi VHF memproses amplitudo dari getaran-getaran pembawa dan

getaran listrik suara, sehingga menghasilkan gelombang AM (Amplitude Modulation)

sebagai pembawa informasi suara. Gelombang AM memiliki amplitudo yang

berubah-ubah sesuai dengan amplitudo getaran listrik suara, sedangkan frekuensinya

tetap. Selain memproses amplitudo, modulator dalam pemancar TV VHF juga

memproses frekuensi dari getaran-getaran gelombang pembawa dan getaran listrik

suara, sehingga menghasilkan gelombang FM (Frequency Modulation) sebagai

pembawa informasi visual. Gelombang FM memiliki frekuensi yang herubah-ubah

sesuai dengan frekuensi getaran listrik suara, sedangkan amplitudonya tetap.

29

BAB 3

RANCANGAN SISTEM

”Sistem Kendali TeleRobotik Berkamera dengan Pemancar VHF Berbasiskan

Mikrokontroller AVR ATMEGA 8535” dirancang untuk memonitor tempat yang tidak

dapat dijangkau manusia maupun tempat yang berbahaya bagi manusia. Sistem

monitoring ini diharapkan akan dapat membantu manusia memantau tempat-tempat

yang tidak dapat dijangkau dan tempat-tempat yang dianggap berbahaya.

Dikendalikan dari jarak jauh menggunakan remote kontrol RF secara wireless dan

dipantau dari televisi konvensional melalui gelombang VHF.

3.1. Blok Diagram Perangkat Keras

Untuk mempermudah dalam mempelajari dan memahami cara kerja dari

sistem monitoring ini, maka perancangan dibuat berdasarkan diagram blok dimana

tiap blok mempunyai fungsi dan kerja tertentu. Antara blok yang satu dengan yang

lainnyasaling berhubungan dan mendukung, hingga terbentuklah suatu sistem yang

mempunyai fungsi dan kerja khusus. Adapun diagram blok tersebut dapat dilihat pada

gambar dibawah ini .

Gambar 3.1. Blok diagram “Sistem Kendali TeleRobotik Berkamera dengan Pemancar VHF

Berbasiskan Mikrokontroller AVR ATMEGA 8535 “

29

30

3.1.1. Unit Pengendali

Pengendali yang digunakan pada alat ini adalah 4 (empat) buah saklar yang

dikenal dengan sebutan tacticle switch dengan konfigurasi aktif low (tactile switch

ditekan akan menghasilkan logika 0).

Gambar 3.2. Rangkaian Pengendali

3.1.2. Unit Mikrokontroller 1

Unit ini terdiri dari mikrokontroller ATmega8535 yang merupakan CPU

(Central Processing Unit) yang dilengkapi oleh memori, I/O tertentu dan unit

pendukung seperti ADC (Analog to Digital Converter), USART (Universal

Synchronous adn Ansynchronous Serial Receiver and Transmitter), master/slave SPI

serial interface, dan serial TWI/I2C. ATmega8535 ini membutuhkan daya sebesar 5

volt. Kelebihan utama dari mikrokontroller adalah tersedianya RAM dan peralatan

I/O pendukung sehingga ukuran board mikrokontroller menjda ringkas.

Pada pemrosesan data di mikrokontroller diperlukan suatu perangkat osilator

agar dapat bekerja dengan baik. Mikrokontroller ini memiliki seluruh rangkaian

31

osilator pada chip, kecuali rangkaian kristal yang mengendalikan frekuensi osilator.

Oleh karena itu pada pin 12 dan 13 pada ATmega8535 dihubungkan dengan kristal 4

MHz dan 2 buah kapasitor 100µF sebagai penstabil pulsa. Pada “ Sistem Kendali

TeleRobotik Berkamera dengan Pemancar VHF Berbasiskan Mikrokontroller AVR

ATMEGA 8535 “ Port mikrokontroller yang digunakan adalah Port C dan Port D.

Pada Port C yang digunakan yaitu Port C.0 sampai dengan Port C.3 dimana setiap

port dihubungkan ke pengendali (dalam hal ini tacticle switch). Port D yang

digunakan adalah port D.1 yang dihubungkan ke transmitter.

Untuk memaksimalkan kinerja dari ATmega8535 maka digunakan DT AVR

Low Cost Micro System yang merupakan suatu modul single chip dengan basis

mikrokontroller AVR dan memiliki kemampuan untuk melakuakn komunikasi data

serial secara UART RS-232 serta pemrograman memori melalui ISP (In System

Programming).

Gambar 3.3. Skematik DT AVR Low Cost Micro System

32

Spesifikasi dari DT AVR Low Cost Micro System ini adalah :

1. Mikrokontroller Atmega8535 yang mempunyai 8 KB Flash Memory dan 8

channel ADC resolusi 10 bit.

2. Mendukung varian AVR 40 pin seperti ATmega8535, ATmega8515,

AT89S8515, AT90S8535, dan lain sebagainya.

3. memiliki jalur input/output hingga 35 pin.

4. terdapat eksternal brown out detector sebagai rangkaian reset.

5. Konfigurasi jumper untuk melakukan pemilihan beberapa model

6. LED Programming Indikator.

7. Frekuensi osilator sebesar 4 MHz

8. Tersedia Port untuk pemrograman ISP

9. Tegangan input Power Suply 9 – 12 VDC dan output tegangan 5 VDC.

Skematik DT AVR Low Cost Micro System terlihat seperti pada gambar.

3.1.3. Unit Transmitter

Unit ini menggunakan kinerja dari transmitter Parallax 433 MHz yang akan

mengirim data secara nirkabel kepada receiver-nya. Data yang dikirim akan

membawa informasi yang unik. Jadi masing-masing kondisi atau keadaan akan

mempunyai informasi yang berbeda satu sama lain. Nantinya data yang dikirim oleh

unit inilah yang akan dijadikan acuan mikrokontroller penerima (unit mikrokontroller

2).

3.1.4 Unit Receiver

Unit ini menggunakan kinerja dari receiver Parallax 433 MHz yang akan

menerima masukan dari tarnsmitternya. Data yang diterima unit ini akan menjadi

masukan pada mikrokontroller penerima untuk selanjutnya diolah seseuai dengan

program yang ada.

33

3.1.5. Unit Mikrokontroller 2

Unit ini terdiri dari mikrokontroller ATmega8535. Secara prinsip, kerja dari

unit mikrokontroller 2 ini sama dengan unit mikrokontroller 1, hanya berbeda pada

masukan dan keluarannya. Pada unit mikrokontroller 1 masukannya berupa data yang

dari tacticle switch dan keluarannya berupa data yang dikirim secara nirkabel,

sedangkan unit mikrokontroller 2 masukannya berupa data yang diterima secara

nirkabel dan keluarannya adalah putaran motor dc.

PORT yang digunakan pada unit mikrokontroller 2 ini adalah PORT D0 yang

dihubungkan dengan receiver dan PORTA.0 sampai dengan PORTA.4 yang

dihubungkan dengan pengendali motor.

3.1.6. Unit Pengendali Motor

Pengendali motor disini berfungsi seperti saklar otomatis karena motor akan

bergerak tergantung dari keluaran yang dihasilkan oleh pengendali motor. Yang

digunakan sebagai pengendali motor adalah IC L293D.

Gambar 3.4. Diagram blok Pengendali motor

Dengan melihat diagram blok dari pengendali motor, dapat dijelaskan ketika

enable mendapatkan tegangan (kondisi logika 1) menyebabkan saklar 1 dan 2 aktif.

Pada saat input 1 mendapatkan tegangan (kondisi logika 1) dan input 2 tidak

mendapatkan tegangan (kondisi logika 0) maka saklar 1 akan aktif dan saklar 2 tidak

aktif sehingga output 1 bernilai logika 1 dan output 2 bernilai logika 0. Hal ini

34

menyebabkan motor DC berputar secara searah jarum jam (counterwise). Begitupula

sebaliknya.

3.1.7. Unit Putaran Motor DC

Seperti yang telah dijelaskan pada subbab pengendali motor. Putaran motor dc

tergantung dari inputan yang diterima. Putaran motor dc menyebabkan robot ini dapat

bergerak maju, mundur, ataupun belok baik belok kanan maupun belok kiri.

Gambaran gerak putaran motor dc dapat dilihat pada tabel 3.1. Tabel 3.1.

Gerakan Putaran Motor DC

Putaran Motor DC No

Motor Kanan Motor Kiri Gerakan Robot

1 CW CW maju

2 CCW CW belok kanan

3 CW CCW belok kiri

4 CCW CCW mundur

3.1.8. Unit Kamera

Seperti pada tujuan semula yaitu menciptakan sistem monitoring mobile, unit

kamera merupakan salah satu bagian tepenting dari alat ini. Kamera digunakan agar

kita dapat melihat kondisi lingkungan disekeliling robot. Kamera yang digunakan

adalah kamera Super-mini Monochrome/Color CMOS Camera. Kamera dipasang

pada muka robot dan langsung dihubungkan ke unit pemancar TV VHF dengan

menggunakan kabel audio video.

35

Gambar 3.5. CMOS Kamera

Spesifikasi dari Super-mini Monochrome/Color CMOS Camera yaitu :

1. Photographing Device : 1/3 video sensor

2. System : PAL/CCIR NTSC/EIA

3. Effective Pixels : PAL:628*582 NTSC/EIA

4. Image Area : PAL : 5,78x4,19mm NTSC : 4,69x3,45

5. Reslution : 380 lines

6. Scanning Frequency : PAL/CCIR : 50 Hz NTSC/EIA : 60Hz

7. Lowest Illuminance : 0,2LUX

8. Sensitivity : +18DB-AGCON-OFF

9. Power Source : +6VDC - +12 VDC

10. Power Comsuption : 200 mW

3.1.9. Unit Pemancar TV VHF

Unit Pemancar TV VHF digunakan untuk memancarkan hasil penangkapan

dari kamera sehingga dapat dilihat melalui layar TV konvensional tanpa kabel.

Pada pemancar TV VHF ini terdapat beberapa bagian yaitu :

1. Modulator (sebagai penghasil gelombang frekuensi VHF)

2. Penguat Sinyal

3. Antena Pemancar

36

Gambar 3.6. Pemancar TV VHF

3.2. Perancangan Perangkat Lunak.

Perancangan perangkat lunak terdiri dari 2 bagian, yaitu perancangan pada

flowchart atau diagram alur dan perancangan pada sistem program.

3.2.1. Perancangan Flowchart atau Diagram Alur.

Untuk memudahkan kita dalam membuat perangkat lunak, dalam hal ini

adalah program sebagai pengendali dan pembuat keputusan dari data yang diterima,

maka kita harus membuat flowchart atau diagram alur terlebih dahulu. Dalam alat ini,

flowchart atau diagram alur terbagi menjadi 2 bagian yaitu pada bagian

mikorokontroller 1 sebagai transmitter dan mikorkontroller 2 sebagai receiver.

Flowchart atau diagram alur yang digunakan untuk membuat program ini tidak

memiliki akhir, sehingga program akan berjalan terus selama kita tidak memutus

37

aliran sumber energi robot.

Pada saat program pertama kali diaktifkan, maka masing-masing program

akan melakukan inisialisasi awal, yaitu memberikan nilai pada masing-masing

register, port, atau alamat memori. Kemudian pada mikrokontroller 1 program akan

mulai mendeteksi apakah ada masukan berupa data dari tacticle switch. Sedangkan

pada mikrokontroller 2 robot akan berada pada posisi awal, yaitu diam. Jika pada

mikrokontroller 1 mendeteksi adanya masukan dari tacticle switch, maka

mikrokonteoller tersebut akan mengirimkan data melalui wireless transmitter. Dan

jika pada mikrokontroller 2 wireless receivernya menerima data, maka robot akan

bergerak sesuai data yang diterima. Untuk lebih jelasnya flowchart atau diagram alur

dapat dilihat pada gambar 3.7.

Gambar 3.7. Flowchart atau Diagram Alur Program

38

3.2.2. Perancangan Sistem Program.

Sistem program ini berfungsi sebagai pedoman robot untuk melakukan

keputusan dari data yang diterima pada mikrkontroller. Program yang digunakan

adalah bahasa C dengan perangkat lunak CodeVisionAVR. Bahasa C merupakan

bahasa pemrograman level tinggi pada bidang mikrokontroller, sehingga lebih mudah

digunakan karena perintahnya menggunakan bahasa manusia. CodeVisionAVR selain

digunakan untuk membuat program pada mikrokontroller juga digunakan untuk

mengubah menjadi bahasa mesin. Sistem program untuk membuat robot ini terdiri

dari beberapa blok, yaitu :

a. blok pustaka

blok pustaka pada CodeVisionAVR berfungsi untuk mendeklarasikan nama-

nama register yang akan digunakan.

b. blok Inisialisasi

Inisialisasi adalah proses pemberian nilai awal terhadap suatu register, port,

atau alamat memori serta pengambilan file pada library program CodeVision

AVR yang berguna untuk referensi alamat memory untuk konfigurasi port,

register, akumulator, jenis IC, Oscilator, dan lainnya.

c. Blok Program Utama

Pada blok ini berisikan program yang akan dibuat baik itu perintah

percabangan, pengulangan, dn lain sebagainya.

39

BAB 4

UJICOBA DAN ANALISA

Pada bab ini akan dibahas tentang ujicoba sekaligus analisa dari hasil ujicoba

tersebut. Tahapan ujicoba kali ini, akan dilakukan pengujian terhadap robot, remote,

dan pemancar TV VHF. Tujuannya yaitu :

1. mengetahui seberapa jauh jarak jangkauan gelombang Radio Frekuensi yang

dipancarkan oleh pemancar (Transmitter) pada remote

2. mengetahui keakuratan penerimaan data pada robot

3. mengetahui performa robot

4. mengetahui jarak jangkau pemancar TV VHF dan kejernihan gambar.

4.1. Pengujian Jarak Jangkauan Transmitter Remote Kontrol

Pengujian jarak jangkauan pemancar (Transmitter) remote kontrol sangat

diperlukan agar dapat diketahui apakah komunikasi nirkabel pada remote dapat

mengendalikan robot secara jarak jauh dan dapat mengetahui jarak maksimal yang

dapat dijangkau oleh robot dari pemancar pengendali. Dalam pengujian ini digunakan

beberapa parameter, yaitu jarak jangkauan (meter), waktu respon (mili detik), dan

waktu tanggap dari robot. Hasil pengujian dapat dilihat pada tabel-tabel berikut ini. Tabel 4.1.

Hasil Pengujian Pemancar dan Penerima Dalam Satu Ruangan

No Jarak Jangkauan (meter)

Waktu Tanggap (detik) Tanggapan Robot

1 1 0.1 Robot Bergerak 2 3 0.1 Robot Bergerak 3 5 0.1 Robot Bergerak 4 7 0.1 Robot Bergerak 5 9 0.1 Robot Bergerak 6 11 - Robot Diam 7 13 - Robot Diam

39

40

Dari tabel 4.1. dapat kita ketahui bahwa jarak jangkauan maksimal pemancar

adalah 9 meter. Pemancar dan penerima dapat berkomunikasi dengan baik dan waktu

response dari pemancar sangat cepat. Sehingga bisa dikatakan dapat bekerja secara

realtime. Tabel 4.2.

Hasil Pengujian Pemancar dan Penerima Dalam Beda Ruangan (Dipisahkan Oleh Satu Dinding)


Waktu Respon (detik)

Tanggapan Robot

1 1 0.1 Robot Bergerak 2 3 0.1 Robot Bergerak 3 5 0.1 Robot Bergerak 4 7 0.1 Robot Bergerak 5 9 0.1 Robot Bergerak 6 11 - Robot Diam 7 13 - Robot Diam





Hasil Pengujian Pemancar dan Penerima Dalam Beda Ruangan (Dipisahkan Oleh Dua Dinding)



Tanggapan Robot

1 1 0.1 Robot Bergerak 2 3 0.1 Robot Bergerak 3 5 0.1 Robot Bergerak 4 7 0.1 Robot Bergerak 5 9 - Robot Diam 6 11 - Robot Diam 7 13 - Robot Diam



41



Hasil Pengujian Pemancar dan Penerima Dalam Beda 1 Lantai



Tanggapan Robot

1 1 0.1 Robot Bergerak 2 3 0.1 Robot Bergerak 3 5 0.1 Robot Bergerak 4 7 0.1 Robot Bergerak 5 9 - Robot Diam 6 11 - Robot Diam 7 13 - Robot Diam

Dari tabel 4.4. dapat kita ketahui bahwa jarak jangkauan maksimal

pemancar adalah 7 meter. Pemancar dan penerima dapat berkomunikasi dengan baik

dan waktu response dari pemancar sangat cepat. Sehingga bisa dikatakan dapat

bekerja secara realtime.

4.2. Pengujian Keakuratan Penerimaan Data Pada Robot

Pengujian keakuratan penerimaan data pada robot juga sangat diperlukan agar

dapat diketahui kinerja pengiriman data secara nirkabel. Cara pengujian hampir sama

dengan pengujian terdahulu, hanya saja data diambil secara acak dan parameter yang

digunakan ditambah yakni data yang dikirim dan lamanya data dikirim (detik).

Data yang dikirim ada 4 yaitu data untuk maju, mundur, belok kanan, maupun

belok kiri. Masing-masing data dikirim berulang-ulang dan terus menerus secara

simultan. Sebagai contoh tombol maju pada remote ditekan terus menerus selama 5

detik, tombol mundur pada remote ditekan terus menerus selama 10 detik, dan lain-

lainnya. Hasil pengujian dapat dilihat pada tabel berikut

42

Tabel 4.4.

Hasil Pengujian Keakuratan Penerimaan Data Pada Robot Dalam Satu Ruangan

No Jarak

Jangkauan (meter)


Data yang Dikirim

Lamanya Saklar

Ditekan (detik)

Tanggapan Robot

Maju 5 Maju Mundur 10 Mundur Kanan 7 Kanan 1 1 0.1

Kiri 12 Kiri Maju 7 Maju

Mundur 5 Mundur Kanan 4 Kanan 2 3 0.1

Kiri 8 Kiri Maju 6 Maju lalu berbelok

Mundur 8 Mundur lalu berbelok Kanan 9 Kanan 3 5 0.1





Kiri 4 Kiri Maju 5 Diam

Mundur 8 Diam Kanan 4 Diam 6 11 0.1

Kiri 9 Diam

Dari tabel 4.4. dapat dilihat bahwa tidak selamanya robot dapat mengikuti

perintah yang dikirimkan. Hal ini disebabkan oleh adanya gangguan dari lingkungan

maupun ketidakstabilan dari sistem sehingga menyebabkan data yang diterima tidak

sesuai dengan data yang dikirim.

43

Tabel 4.5.

Hasil Pengujian Keakuratan Penerimaan Data Pada Robot

Dalam Beda Ruangan (Dipisahkan Oleh Satu Dinding)

No Jarak

Jangkauan (meter)


Data yang Dikirim

Lamanya Saklar

Ditekan (detik)

Tanggapan Robot

Maju 5 Maju Mundur 10 Mundur Kanan 7 Kanan 1 1 0.1



Kiri 8 Kiri Maju 6 Maju tersendat

Mundur 8 Mundur tersendat Kanan 9 Kanan tersendat 3 5 0.1

Kiri 12 Kiri tersendat Maju 5 Maju lalu diam

Mundur 7 Mundur lalu diam Kanan 9 Kanan tersendat 4 7 0.1

Kiri 11 Kiri tersendat Maju 4 Diam


Kiri 4 Diam Maju 5 Diam


Kiri 9 Diam

Dari tabel 4.5. dapat dilihat bahwa halangan berupa satu dinding

mempengaruhi komunikasi antara remote kontrol dengan robot. Robot kurang dapat

berkomunikasi dengan baik pada jarak tertentu, sehingga keluaran tidak sesuai

dengan data yang dikirim.

44

Tabel 4.6.

Hasil Pengujian Keakuratan Penerimaan Data Pada Robot

Dalam Beda Ruangan (Dipisahkan Oleh Dua Dinding)

No Jarak

Jangkauan (meter)


Data yang Dikirim

Lamanya Saklar

Ditekan (detik)

Tanggapan Robot

Maju 7 Maju tersendat Mundur 5 Mundur tersendat Kanan 4 Kanan 1 3 0.1



Kiri 12 Kiri Maju 5 Diam






Kiri 9 Diam

Dari tabel 4.6. dapat dilihat bahwa semakin banyak halangan (dalam hal ini

adalah dua dinding) semakin memperpendek jarak jangkau komunikasi nirkabel. Hal

ini berbanding lurus dengan hasil ujicoba pada tabel 4.5.

Halangan yang semakin banyak, sangat mempengaruhi komunikasi antara

remote dengan robot. Hal ini disebabkan daya yang digunakan untuk menembus

halangan sangat besar sehingga mengurangi jarak daya pancar.

45

Tabel 4.7.

Hasil Pengujian Keakuratan Penerimaan Data Pada Robot Dalam Beda 1 Lantai

No Jarak

Jangkauan (meter)


Data yang

Dikirim

Lamanya Saklar

Ditekan (detik)

Tanggapan Robot

Maju 6 Maju tersendat lalu berbelok

Mundur 8 Mundur tersendat lalu berbelok

Kanan 9 Kanan tersendat

1 5 0.1

Kiri 12 Kiri tersendat

Maju 5 Maju tersendat lalu berbelok dan diam

Mundur 7 Mundur tersendat lalu berbelok dan diam

Kanan 9 Kanan tersendat lalu diam

2 7 0.1

Kiri 11 Kiri tersendat lalu diam

Maju 4 Diam Mundur 6 Diam Kanan 8 Diam 3 9 0.1

Kiri 4 Diam

Dari tabel 4.7. dapat dilihat keakuratan penerimaan data pada robot dalam

beda lantai tidak terlalu akurat dan jarak jangkau yang pendek.. Hal ini disebabkan

banyaknya halangan yang harus dilewati gelombang frekuensi yang membawa data

sehingga data yang sampai tidak sama dengan data yang dikirim.

4.3. Pengujian Performa Robot

Dalam tahapan pengujian kali ini, yang diuji yaitu waktu tempuh robot baik

robot berjalan maju, mundur, melakukan manuver berbelok baik belok kanan maupun

belok kiri. Hasil pengamatan dapat dilihat pada tabel berikut

46

Tabel 4.8.

Hasil Pengujian Waktu Tempuh Robot Berjalan Maju dan Mundur

No Jarak yang Ditempuh

(meter)

Waktu Tempuh

(detik) Keterangan

1 6 99,16 Robot berjalan maju

2 6 90,48 Robot berjalan mundur

Dari tabel 4.8. dapat dilihat bahwa robot tidak bisa menempuh jarak 6 meter

dengan waktu yang cepat. Hal ini dikarenakan motor yang digunakan tidak memiliki

kecepatan putaran yang tinggi. Selain hal tersebut data yang diterima terkadang tidak

sesuai dengan data yang dikirim sehingga robot terkadang melenceng atau berbelok.

Tabel 4.9.

Hasil Pengujian Waktu Tempuh Robot Berbelok

No Derajat Belok

(derajat)

Waktu Tempuh

(detik) Keterangan

1 90 1,31 Robot belok kanan

2 90 1,31 Robot belok kiri






8 360 5 49 Robot belok kiri

Dari tabel 4.9. dapat dilihat bahwa robot mampu melakukan manuver

berbelok secara cepat. Hal ini dikarenakan roda robot berputar secara bertolak

47

belakang. Sebagai contoh jika robot berbelok ke kanan maka roda bagian kanan robot

berputar secara ccw dan roda kiri robot berputar secara cw.

4.4. Pengujian Jarak Jangkau Pemancar VHF dan Kejernihan Gambar

Untuk Pengujian Jarak Jangkau Pemancar TV VHF digunakan parameter –

parameter seperti jarak jangkau (meter) dan kejernihan gambar.

4.4.1. Pada Saat Robot Diam

Pengujian ini dilakukan pada saat robot tidak aktif. Hasil pengujian dapat

dilihat pada tabel. Tabel 4.10.

Hasil Pengujian Jarak Jangkau Pemancar TV VHF (Robot Diam)

No Jarak Jangkauan (meter) Kondisi Ruangan Kejernihan Gambar

1 2 Satu ruangan jernih 2 5 Beda ruangan jernih 3 8 Beda lantai (dalam ruangan) jernih 4 10 Beda lantai (luar runagan) jernih

Dari tabel diatas dapat diketahui bahwa daya jangkau pemancar TV VHF mini

mampu mengirimkan gambar yang jernih. Akan tetapi, terkadang gambar tampak

buram. Dikarenakan adanya noise yang mengganggu seperti angin, manusia, dan

posisi antena pemancar yang tidak sempurna. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar

berikut ini.

48

Gambar 4.1. Kejernihan Gambar dari Pemancar TV VHF satu ruangan

Gambar 4.2. Kejernihan Gambar dari Pemancar TV VHF beda ruangan

Gambar 4.3. Kejernihan Gambar dari Pemancar TV VHF beda lantai dalam ruangan

Gambar 4.3. Kejernihan Gambar dari Pemancar TV VHF beda lantai diluar ruangan

49

4.4.2. Pada Saat Robot Bergerak

Pengujian ini dilakukan pada saat robot aktif bergerak. Hasil pengujian dapat

dilihat pada tabel. Tabel 4.11.

Hasil Pengujian Jarak Jangkau Pemancar TV VHF (Robot Bergerak)

No Jarak Jangkauan (meter) Kondisi Ruangan Kejernihan Gambar

1 2 Satu ruangan buram 2 5 Beda ruangan buram 3 8 Beda lantai (dalam ruangan) buram 4 10 Beda lantai (luar runagan) buram

Dari tabel diatas dapat diketahui bahwa pemancar TV VHF mini mengirimkan

gambar yang buram. Dikarenakan selain adanya noise yang mengganggu seperti

angin, manusia, dan posisi antena pemancar yang sering berubah serta adanya

goncangan yang menggoncang pemancar mini sehingga mengganggu kestabilan

pengiriman sinyal. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar berikut ini.

Gambar 4.4. Tampilan Gambar dari Pemancar TV VHF satu ruangan

Gambar 4.5. Tampilan Gambar dari Pemancar TV VHF beda ruangan

50

Gambar 4.6. Tampilan Gambar dari Pemancar TV VHF beda lantai dalam ruangan

Gambar 4.7. Tampilan Gambar dari Pemancar TV VHF beda lantai luar ruangan

51

BAB 5

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil dari pengamatan dan analisa pada bab 4 dari “ Sistem

Kendali TeleRobotik Berkamera dengan Pemancar VHF Berbasiskan

Mikrokontroller AVR ATMEGA 8535 “ , maka dapat disimpulkan bahwa alat ini

dapat berfungsi sebagai pemonitoran keamanan bergerak yang dapat bekerja secara

realtime. Alat ini mampu bekerja secara jarak jauh dengan pengendalian melalui

remote kontrol dan melihat situasi serta kondisi lingkungan menggunakan kamera ”

Super-mini Monochrome/Color CMOS Camera “ yang ditampilkan menggunakan

tuner televisi konvensional melalui pemancar TV VHF.

Menurut hasil pengamatan, dapat disimpulkan ternyata kemampuan

jangkauan komunikasi nirkabel yang digunakan kurang lebih 9 meter tanpa halangan

dan 7 meter dengan banyak halangan. Performa robot dari data pengamatan bekerja

secara baik. Hal ini dapat dilihat robot mampu mencapai tujuan yang diinginkan.

Kemampuan jangkauan pemancar TV VHF dari data pengamatan juga bekerja

dengan baik yaitu mampu memancarkan gambar dan suara dari kamera dengan jarak

maksimal kurang lebih 10 meter.

5.2. Saran

Untuk memaksimalkan kinerja “ Sistem Kendali TeleRobotik Berkamera

dengan Pemancar VHF Berbasiskan Mikrokontroller AVR ATMEGA 8535 “ dalam

proses pertukaran data, disarankan menggunakan komunikasi dua arah (full duplex)

sehingga mampu berkomunikasi lebih baik. Pada program pengirim dan penerima

disarankan menggunakan metode checksum yaitu metode pemeriksaan kembali data

51

52

yang dikirimkan oleh pemancar pada penerima apakah data yang ditransmisikan

sesuai dengan data yang diterima sehingga dapat meminimalisasi kemungkinan error

dalam transmisi data. Untuk pemancar remote maupun penerima pada robot lebih

baik menggunakan selain Parallax 433Mhz sehingga jangkauan komunikasi nirkabel

bisa lebih jauh, misalnya menggunakan DTMF Remote Control (RC) Radio Circuit.

Agar performa jelajah robot lebih cepat disarankan menggunakan motor yang

memiliki rasio gear dengan rasio kecepatan lebih tinggi. Untuk penggunaan kamera,

agar dapat berfungsi optimal disarankan menggunakan kamera yang memiliki

penangkapan dengan cahaya yang minim. Dan untuk pemancar TV VHF disarankan

agar menempatkan seaman mungkin dari guncangan dan memberikan penguat sinyal

agar sinyal yang dihasilkan lebih kuat sehingga daya pancarnya lebih jauh, selain itu

gunakan antena khusus untuk pemancar VHF.

Project Robot RC

Documents

Transcript of Project Robot RC